Eine künstlerische Darstellung der Nachtansicht des Exoplaneten WASP-76b. (ESO/M. Kornmesser) Im Sternbild Fische, 640 Lichtjahre von der Erde entfernt, befindet sich ein Höllenplanet.
Der Gasriese WASP-76b umkreist seinen Stern in einer halsbrecherischen Umlaufbahn von nur 1,8 Tagen, und diese Tage sind brutal, mit Temperaturen von über 2.400 Grad Celsius (4.350 Fahrenheit) – heiß genug, um Eisen zu verdampfen.
Doch dort, wo der Tag zur Nacht wird, kühlt sich die Temperatur so weit ab, dass der Eisendampf wieder zu einer sengenden Flüssigkeit kondensiert, die dann in Richtung des Planeteninneren regnet, so eine neue Studie.
„Man könnte sagen, dass es auf diesem Planeten abends regnet, außer dass es Eisen regnet.“ sagte der Astrophysiker David Ehrenreich der Universität Genf in der Schweiz.
WASP-76b , dessen Entdeckung war bereits 2016 angekündigt , ist eine Art Planet, der als a bekannt ist heißer Jupiter . Es ist ein bisschen weniger als die Masse Jupiter , aber aufgedunsener und flauschiger, etwa 1,8-mal so groß wie Jupiter.
Illustration im Comic-Stil, die den Abendrand von WASP-76b zeigt. (Frederik Peeters)
Außerdem ist er nur etwa 5 Millionen Kilometer von seinem Stern entfernt, der sowohl größer als auch heißer als unsere Sonne ist – 1,5-mal so groß wie die Masse der Sonne, 1,8-mal so groß und mit einer Temperatur von etwa 6.329 Kelvin (die Sonne ist). 5,778 Kelvin ).
Der Exoplanet ist also nicht nur einer sengenden Strahlung ausgesetzt, die tausende Male größer ist als die Sonneneinstrahlung der Erde, sondern auch gezeitengesperrt . Dies ist der Fall, wenn eine Seite eines umlaufenden Körpers immer dem Objekt zugewandt ist, das er umkreist – für ein nahegelegenes Beispiel: der Mond ist durch Gezeiten mit der Erde verbunden.
Im Fall von WASP-76b bedeutet dies, dass auf der einen Seite ständig Tag und auf der anderen Seite ständig Nacht herrscht und zwischen beiden ein erheblicher Temperaturunterschied besteht. Die Tagestemperatur beträgt etwa 2.400 Grad Celsius (4.350 Fahrenheit) und die Nachttemperatur etwa 1.500 Grad Celsius (2.730 Fahrenheit).
Dies ist nicht der heißeste Exoplanet, der jemals entdeckt wurde – diese Krone trägt KELT-9b, ein so heißer Exoplanet es verdunstet buchstäblich - aber es liegt definitiv eher am äußersten Ende der Skala.
Modellierungen haben ergeben, dass auf Planeten wie WASP-76b der extreme Temperaturunterschied zwischen den beiden Seiten starke Winde erzeugen sollte. Dies und die Rotation des Planeten sollten Eisendampf um den Planeten treiben, und Atome auf der Tagseite sollten sich auf der Nachtseite zu Molekülen rekombinieren.
Belege für diese Erwartung – beispielsweise ein chemischer Gradient – liegen jedoch nicht vor. Also beschlossen Ehrenreich und sein Team, genauer hinzuschauen. Insbesondere wollten sie die Terminatoren – die Linien zwischen Tag und Nacht – untersuchen, um herauszufinden, ob diese eine asymmetrische Chemie aufweisen. Auch dies würde die Metallregen-Theorie stützen.
Mithilfe der Hochdispersionsspektroskopie analysierten sie das Licht am Rand des Planeten und suchten nach Signaturen im Spektrum, die darauf hindeuteten, dass ein Element einen Teil des Lichts blockierte. Und sie haben es gefunden. Am Abendterminator – wo der Tag zur Nacht wird – fanden sie eine starke Signatur von Eisendampf.
Beim Morgenterminator – wo die Nacht zum Tag wird – fehlte diese Signatur. Dies ist ein ziemlich starker Beweis für Eisenregen, da flüssiges Eisen das stabilste eisenhaltige Hochtemperaturkondensat ist.
„Die Beobachtungen zeigen, dass in der Atmosphäre der heißen Tagesseite von WASP-76b reichlich Eisendampf vorhanden ist.“ sagte die Astrophysikerin María Rosa Zapatero Osorio des Zentrums für Astrobiologie in Spanien.
„Ein Teil dieses Eisens wird aufgrund der Rotation des Planeten und der atmosphärischen Winde auf die Nachtseite injiziert. Dort trifft das Eisen auf deutlich kühlere Umgebungen, kondensiert und regnet nieder.“
Da das Eisen dann aus der oberen Atmosphäre geregnet ist, erscheint es nicht wieder als Dampf auf dem Morgenterminator.
Nachdem die Beobachtungen des Teams nun ein Ergebnis geliefert haben, ist es möglicherweise möglich, ähnliche Beobachtungen anderer heißer Jupiter durchzuführen und nach Anzeichen von Metallregen zu suchen. Und natürlich setzen alle große Hoffnungen in die Fähigkeit des Hightech-Weltraumteleskops James Webb, in die Atmosphären verschiedener Exoplaneten zu blicken. Der Start ist für nächstes Jahr geplant.
Astronomen haben bereits Exoplaneten identifiziert Wolken aus Korund - der Baustein von Rubinen und Saphiren - und noch einer hat eiserne Wolken . Wir können es kaum erwarten zu sehen, was es sonst noch für verrücktes Wetter im Universum gibt.
Die Forschung wurde veröffentlicht in Natur .